CN102424472A

CN102424472A - 厌氧生物滤池

Info

Publication number: CN102424472A
Application number: CN2011103339875A
Authority: CN
Inventors: 杨靖霞; 李平; 李双煜
Original assignee: ZIGONG DAYE HIGH PRESSURE CONTAINER CO Ltd
Current assignee: ZIGONG DAYE HIGH PRESSURE CONTAINER CO Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-04-25

Abstract

本发明提供了一种厌氧生物滤池，包括：池体，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；自下而上依次填充在所述池体内的第一填料层和第二填料层，所述第一填料层与所述进料口之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。本发明将所述厌氧生物滤池中的填料分层设置，使生物膜具有较大生长、脱落空间，从而不会发生生物膜堵塞；污水从池体底部进料后，可自下而上层向流动，并在各层填料层之间以及第一填料层与池体底部之间形成的空间内充分混合，防止污水发生管流式流动，增加污水与生物膜的接触面积和均匀程度，有利于微生物对污水中有机物的吸附和分解，能够提高产气量。

Description

厌氧生物滤池

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种厌氧生物滤池。

背景技术

厌氧生物处理技术是指在厌氧条件下，兼性微生物和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，又称为厌氧消化。厌氧生物处理技术由于具有较低的能量消耗、良好的去除效果、较高的反应速率和对毒性物质更好的适应性而广泛应用于污水处理领域。

现有技术公开了多种厌氧生物反应器，包括厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物滤池(AF)、厌氧生物转盘等，其中，厌氧生物滤池是在生物滤池的基础上研发的一种高效厌氧生物反应器。厌氧生物滤池是一种内部装填有微生物载体，即滤料的厌氧生物反应器，厌氧微生物部分附着生长在滤料上，形成厌氧生物膜，部分在滤料空隙间悬浮生长。污水流经挂有生物膜的滤料时，水中的有机物扩散到生物膜表面并被生物膜中的微生物降解转化为沼气，从而实现污水的净化。

目前，厌氧生物滤池一般为圆柱体结构，其内部填装有直径约为3cm～4cm的卵石、塑料制品、炉渣或焦炭等作为填料，参见图1，为了使污水获得更好的处理，填料11一般充满整个圆柱体12，污水自滤池底部进入后向上流动，流动过程中与附着在填料上及悬浮在填料之间的微生物接触，微生物吸附并吸收污水中的有机物，将其降解为二氧化碳和甲烷，从滤池上部引出。同时，附着在填料上的生物膜不断进行新陈代谢，脱落的生物膜随水带出。这种结构的厌氧生物滤池具有处理时间短、负荷率和产气率较高、产污泥量少、能耗低等优点，如当水温为25℃～35℃时，体积负荷可达到3kgCOD/m³.d～6kgCOD/m³.d，比一般普通厌氧滤池高2～3倍。同时，由于厌氧生物滤池中生物膜附着生长，当突然增大负荷时，不会因活性污泥大量流失、微生物代谢不平衡而使厌氧生物滤池运行失败，且当峰值负荷过去后，其能很快地自动恢复运行。但是，由于这种结构的厌氧生物滤池内部，尤其是底部往往充满生物膜，容易造成堵塞；由于生物膜的堵塞，污水可能产生沟流的流动，产生短路流，使进料污水与生物膜的接触不充分，影响污水处理效果、影响产气率。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种厌氧生物滤池，本发明提供的厌氧生物滤池结构合理，不易产生堵塞，有利于进料污水与生物膜的充分接触。

本发明提供了一种厌氧生物滤池，包括：

池体，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；

自下而上依次填充在所述池体内的第一填料层和第二填料层，所述第一填料层与所述进料口之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

优选的，所述第二填料层与所述第一填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

优选的，所述第一填料层为铁屑层。

优选的，还包括填充在所述池体内、位于所述第二填料层上方的第三填料层。

优选的，所述第三填料层与所述第二填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

优选的，还包括填充在所述池体内、位于所述第三填料层上方的第四填料层。

优选的，所述第四填料层与所述第三填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

优选的，所述第二填料层为聚丙烯鲍尔环层。

优选的，所述第三填料层为空心聚丙烯球层。

优选的，所述池体底部设置有布水器和搅拌器，所述布水器和所述搅拌器设置于所述第一填料层下方。

与现有技术相比，本发明提供的厌氧生物滤池包括池体和自下而上依次填充在所述池体内的第一填料层和第二填料层，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；所述第一填料层与所述进料口之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。本发明将所述厌氧生物滤池中的填料分层设置在池体内部，且位于最下方的第一填料层与进料口之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上，使生物膜具有较大生长繁殖和脱落空间，从而不会发生生物膜堵塞；污水从池体底部进料后，可自下而上层向流动，并在各层填料层之间以及第一填料层与池体底部之间形成的空间内充分混合，防止污水发生沟流式流动，增加污水与生物膜的接触面积和均匀程度，有利于微生物对污水中有机物的吸附和分解，能够提高产气量。另外，本发明提供的厌氧生物滤池将填料分层设置，可灵活采用比表面积大的填料，有利于生物膜的附着生长，也有利于污水料液的分割通过，使污水料液在通过各填料层时继续混合，使其中的有机物质与生物膜的接触更充分、均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中厌氧生物滤池的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的厌氧生物滤池的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种厌氧生物滤池，包括：

池体，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；

参见图2，图2为本发明实施例提供的厌氧生物滤池的结构示意图，其中，21为池体，211为设置在池体底部的进料口，212为设置在池体顶部的出料口，213为设置在池体顶部的出气口；22为设置在池底21下方的第一填料层，23为设置在第一填料层22上方的第二填料层，24为设置在第二填料层23上方的第三填料层，25为设置在第三填料层24上方的第四填料层。

池体21为厌氧生物滤池的主要结构，是容纳填料、微生物生长、繁殖和分解有机物的主要场所。在本实施例中，池体21为圆柱体结构。在其他实施例中，池体21可以为其他形状。

池体21底部设置有进料口211，污水等料液从进料口进入池体。在本实施例中，进料口211设置在池体21底部的侧壁上，污水等料液进入后直接在池体底部分散。

池体21顶部设置有出料口212和出气口213，污水中的有机物被微生物分解后产生的甲烷、二氧化碳等气体通过出气口213排出；处理完毕后得到的废水经过出料口212排出。

池体21底部还可以设置有布水器(未在图中示出)和搅拌器(未在图中示出)，布水器和搅拌器将进入池体的水充分搅拌均匀，并使混合均匀的污水有规律的自下向上流动，提高污水与生物膜的接触面积。

在本实施例中，池体21内部自下而上依次填充有第一填料层22、第二填料层23、第三填料层24和第四填料层25。

第一填料层22设置于池体21中，其与进料口211的垂直距离占池体高度的5％以上，即第一填料层22和池体底部之间具有较大空间，污水等料液在该空间内可以预混合、缓冲后再自下向上流动。第一填料层22和进料口211之间的垂直距离可根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，只要能够使污水等料液进入后能够预先混合，对第一填料层22上的生物膜产生缓冲作用，并使第一层填料22上的微生物有足够的空间生长、繁殖，不会发生堵塞即可，本发明并没有特殊限制。如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第一填料层22和进料口211之间的垂直距离可以为1m或2m。

在本实施例中，为了减少污水处理过程中产生的有害杂质气体，如H₂S等，第一填料层22采用铁屑作为填料，通过铁屑与H₂S的反应除去得到的气体产物中的有害杂质气体，提高气体产物中甲烷的含量。在其他实施例中，第一填料层22可以采用聚丙烯、卵石等其他填料作为填料。本发明对所述第一填料层22的厚度没有限制，根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第一填料层22的厚度可以为1m。

第二填料层23设置在第一填料层22上方，第二填料层23与第一填料层22之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上，即第二填料层23与第一填料层22并不直接接触，其之间能够形成空间，使第一填料层22和第二填料层23上的微生物生长、繁殖、脱落，不会造成堵塞。污水经过第一填料层22后，在第一填料层22和第二填料层23之间的空间内继续混合后再经过第二填料层23，能够使污水与填料的接触更加广泛、均匀。第二填料层23和第一填料层22之间的垂直距离可根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，只要能够使污水等料液经过第一填料层22后能够继续混合，增加污水与生物膜的接触面积、使微生物具有足够生长、繁殖空间，不产生堵塞即可，本发明并没有特殊限制。如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第二填料层23和第一填料层22之间的垂直距离可以为1m或2m。

在本实施例中，第二填料层23中的填料为尺寸为50mm×50mm×1.5mm的聚丙烯鲍尔环，在其他实施例中，第二填料层23中的填料也可以为其他尺寸的聚丙烯鲍尔环、卵石、空心聚丙烯球等。本发明对所述第二填料层23的厚度没有限制，根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第二填料层23的厚度可以为1m。

第三填料层24设置在第二填料层23上方，第三填料层24与第二填料层23之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上，即第三填料层24与第二填料层23并不直接接触，其之间能够形成空间，使第二填料层23和第三填料层24上的微生物生长、繁殖或脱落，不会造成堵塞。污水经过第二填料层23后，在第二填料层23和第三填料层24之间的空间内继续混合后再经过第三填料层24，能够使污水与填料的接触更加广泛、均匀。第三填料层24和第二填料层23之间的垂直距离可根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，只要能够使污水等料液经过第二填料层23后能够继续混合，增加污水与生物膜的接触面积即可，本发明并没有特殊限制。如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第三填料层24和第二填料层23之间的垂直距离可以为1m或2m。

在本实施例中，第三填料层24中的填料为直径为50mm的空心聚丙烯球，在其他实施例中，第三填料层24中的填料也可以为其他尺寸的空心聚丙烯球、卵石、聚丙烯鲍尔环等。本发明对所述第三填料层24的厚度没有限制，根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第三填料层24的厚度可以为1m。

第四填料层25设置在第三填料层24上方，第四填料层25与第三填料层24之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上，即第四填料层25与第三填料层24并不直接接触，其之间能够形成空间，第三填料层24和第四填料层25上的微生物生长、繁殖、脱落，不会造成堵塞。污水经过第三填料层24后，在第三填料层24和第四填料层25之间的空间内继续混合后再经过第四填料层25，能够使污水与填料的接触更加广泛、均匀。第四填料层25和第三填料层24之间的垂直距离可根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，只要能够使污水等料液经过第三填料层24后能够继续混合，增加污水与生物膜的接触面积即可，本发明并没有特殊限制。如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第四填料层25和第三填料层24之间的垂直距离可以为1m或2m。

在本实施例中，第四填料层25中的填料为直径为50mm的空心聚丙烯球，在其他实施例中，第四填料层25中的填料也可以为其他尺寸的空心聚丙烯球、卵石、聚丙烯鲍尔环等。本发明对所述第四填料层25的厚度没有限制，根据厌氧生物滤池的处理容量进行确定，如厌氧生物滤池池体高度为15m时，第四填料层25的厚度可以为1m。

在其他实施例中，也可以设置其他层数的填料层，如3层、5层和6层等，各层填料层之间可以存在较大空间，便于生长、繁殖和脱落微生物，不会造成堵塞，也便于污水与生物膜充分接触，提高污水处理效率和产气率；各层填料层之间也可以相互接触，增加滤池内生物含量。在其他实施例中，可以根据预处理污水的污染情况，确定各层填料层所使用的填料，如为减少硫化氢含量，第一填料层22可使用铁屑；为减少处理成本，各填料层均可使用塑料填料等；为提高处理效果，各填料层可以分别选择使用不同的填料。对此，本发明并没有特殊限制，本领域技术人员可以根据预处理污水进行填料的选择与确定。

以下是本发明提供的厌氧生物滤池的一个优选实施例：

所述厌氧生物滤池包括池体和自下而上、依次设置在池体内部的第一填料层、第二填料层、第三填料层和第四填料层；

池体底部设置有进料口、布水器和搅拌器，池体顶部设置有出料口和出气口；

第一填料层为厚度为1m的铁屑层，其与进料口水平面的距离约为1m；

第二填料层为厚度为1m、尺寸为50mm×50mm×1.5mm的聚丙烯鲍尔环层，其与第一填料层的距离约为1m；

第三填料层为厚度为1m、直径为50mm的空心聚丙烯球，其与第二填料层的距离约为1m；

第四填料层为厚度为1m、直径为50mm的空心聚丙烯球，其与第三填料层的距离约为1m。

在所述厌氧生物滤池的工作原理及使用方法如下：

污水等料液自进料口211进入池体21底部，在布水器和搅拌器的作用下在池底和第一填料层22形成的空间内混合均匀，自下而上流动；

污水流经第一填料层22时，附着于填料上和悬浮于填料中的微生物吸附其中的有机物并将其分解，产生气体；当第一填料层22为铁屑层时，铁屑与得到的气体中的硫化氢反应，降低得到的气体中的硫化氢含量；

经过第一次处理的污水在第一填料层22和第二填料层23形成的空间内继续混合，再自下而上流经第二填料层23；污水流经第二填料层23时，附着于填料上和悬浮于填料中的微生物吸附其中的有机物并将其分解，产生气体；

经过第二次处理的污水在第二填料层23和第三填料层24形成的空间内继续混合，再自下而上流经第三填料层24；污水流经第三填料层24时，附着于填料上和悬浮于填料中的微生物吸附其中的有机物并将其分解，产生气体；

经过第三次处理的污水在第三填料层24和第四填料层25形成的空间内继续混合，再自下而上流经第四填料层25；污水流经第四填料层25时，附着于填料上和悬浮于填料中的微生物吸附其中的有机物并将其分解，产生气体和净化水；

气体产物在依次经过各填料层时，其中的氧气和氢气等杂质气体可在产甲烷菌的作用下转化成为甲烷，从而提高得到的气体产物中甲烷的纯度；

原水不断按照上述过程循环处理，原水和得到的气体均能够多次通过各填料层，从而得到甲烷含量较高的气体产物和净化水，得到的气体经由出气口213排出，废水经由出料口212排出，从而完成有机质消解、甲烷等气体的产生过程。

由上述处理过程可知，本发明提供的厌氧生物滤池包括池体和分层设置在所述池体内的填料层，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；所述池体最下方的第一填料层与所述进料口之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。本发明将所述厌氧生物滤池中的填料分层设置，使生物膜具有较大生长、脱落空间，从而不会发生生物膜堵塞；污水从池体底部进料后，可自下而上层向流动，并在各层填料层之间以及第一填料层与池体底部之间形成的空间内充分混合，防止污水发生沟流式流动，增加污水与生物膜的接触面积和均匀程度，有利于微生物对污水中有机物的吸附和分解，能够提高产气量；另外，污水流经各层填料产生气体后，各层填料产生的气体向上扩散过程中，依次经过各上层填料，与各填料中的微生物反应，使其中的氧气和氢气在产甲烷菌的作用下合成甲烷，能够提高气体产物中甲烷的含量；

将填料在池体内分层设置，结构较为合理，能够根据污水处理目的灵活选择各层填料的材质，可以使用单一或多种类型的填料，综合利用其优势，不仅有利于生物膜附着、便于污水的分割通过，而且能够选择特定填料满足特定处理目的，如选用铁屑层除去气体产物中的硫化氢等，提高处理效果，提高产气体质量；

将填料在池体内分层设置，可增加污水在滤池内的停留时间和循环次数，使微生物分解有机物的时间更长，气体产物中甲烷含量更高，实验表明，采用本发明提供的厌氧生物滤池处理污水，其气体产物中甲烷的含量可达80％～85％；

将填料在池体内分层设置，且位于最下方的第一填料层与进料口之间具有较大空间时，进料污水不会由于生物膜的生长繁殖受到阻塞，对进料污水的固体悬浮物含量要求不高，进料污水中固体悬浮物含量高达4％～8％，即4000mg/L～8000mg/L时，依然能够进入所述厌氧生物滤池进行处理，扩大了厌氧生物滤池的使用范围；

将填料在池体内分层设置，不仅能够节省填料，而且有利于填料的检修和更换。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种厌氧生物滤池，其特征在于，包括：

池体，所述池体底部设置有进料口，顶部设置有出料口；

2.根据权利要求1所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第二填料层与所述第一填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

3.根据权利要求2所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第一填料层为铁屑层。

4.根据权利要求3所述的厌氧生物滤池，其特征在于，还包括填充在所述池体内、位于所述第二填料层上方的第三填料层。

5.根据权利要求4所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第三填料层与所述第二填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

6.根据权利要求5所述的厌氧生物滤池，其特征在于，还包括填充在所述池体内、位于所述第三填料层上方的第四填料层。

7.根据权利要求6所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第四填料层与所述第三填料层之间的垂直距离占所述池体高度的5％以上。

8.根据权利要求7所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第二填料层为聚丙烯鲍尔环层。

9.根据权利要求8所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述第三填料层为空心聚丙烯球层。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的厌氧生物滤池，其特征在于，所述池体底部设置有布水器和搅拌器，所述布水器和所述搅拌器设置于所述第一填料层下方。